CN112377598A - 用于集成化附件传动机匣的连接结构及附件传动齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于集成化附件传动机匣的连接结构及附件传动齿轮箱，该连接结构锁紧螺桩，沿锁紧螺桩的中心线自下而上依次设置于锁紧螺桩上的进气机匣、用于周向定位的棱形销、附件传动机匣以及用于轴向定位的自锁螺母，其中：棱形销包括第一部和与第一部同轴设置的第二部，第一部的轴径长度小于附件传动机匣配合孔的轴向长度；第二部的周缘设置至少一个用于周向定位和防错位的棱边；进气机匣包括阶梯孔，锁紧螺桩自阶梯孔的小端面向阶梯孔的大端面向上延伸设置，阶梯孔的大端面包括第一圆周面，第一圆周面与第二部的周缘配合，第二部的轴径长度小于进气机匣配合孔的轴向长度。该连接结构可以提高附件传动机匣与进气机匣的装配精度。

Description

用于集成化附件传动机匣的连接结构及附件传动齿轮箱
技术领域
本发明涉及航空发动机附件传动箱的安装结构技术领域，特别地，涉及一种用于集成化附件传动机匣的连接结构及附件传动齿轮箱。
背景技术
目前，集成化、小型化附件传动齿轮箱已广泛应用于航空涡轮轴发动机的技术领域。该结构中，附件传动齿轮箱与发动机的连接部位包括紧固传力的螺栓和螺母，用于定位的定位销及用于连接两个机匣内部油路的导管等。定位销在连接与紧固领域使用广泛，涉及航空、航天、汽车、船舶、机械等各行业。现有的定位销可选为，圆柱销、圆锥销、槽销、销轴、开口销和安全销等。而航空发动机现有的定位结构采用两个圆柱销，一个实现径向定位、另一个实现周向定位。
对于小型化附件传动齿轮箱，其空间结构尺寸有严苛要求，而采用集成内部油路设计的中小型航空发动机附件传动齿轮箱，其机匣安装端面具有大量内部连接油路，因此附件传动机匣安装端面形成了具有油路连接孔、螺桩安装孔及定位销孔等多个孔需要精密加工的复杂平面，不仅增大了安装端面的尺寸，使机匣重量增加；且端面多孔结构，对于要求单元体结构设计的附件传动齿轮箱，增加了装配难度，同时也增大了因某一精密孔加工尺寸不合格而报废整个机匣的概率，增加了试制成本。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种用于集成化附件传动机匣的连接结构及附件传动齿轮箱，以解决现有的集成化附件传动机匣由于采用端面多孔安装结构导致的装配困难的技术问题。
根据本发明的第一个方面，提供一种用于集成化附件传动机匣的连接结构，包括锁紧螺桩，沿锁紧螺桩的中心线自下而上依次设置于锁紧螺桩上的进气机匣、用于周向定位的棱形销、附件传动机匣以及用于轴向定位的自锁螺母，其中：
棱形销包括第一部和与第一部同轴设置的第二部，第一部的轴径长度小于附件传动机匣配合孔的轴向长度；第二部的周缘设置至少一个用于周向定位和防错位的棱边；
进气机匣包括阶梯孔，锁紧螺桩自阶梯孔的小端面向阶梯孔的大端面向上延伸设置，阶梯孔的大端面包括第一圆周面，第一圆周面与第二部的周缘配合，第二部的轴径长度小于进气机匣配合孔的轴向长度。
进一步地，所述棱形销为阶梯形的轴径，所述第二部的轴径大于所述第一部的轴径；所述第一部与所述第二部之间通过连接端面过渡连接；
所述附件传动机匣紧抵于所述连接端面。
进一步地，所述附件传动机匣与所述第一部沿周向过盈配合，过盈量为0.019～0，表面粗糙度Ra值达到0～0.8um。
进一步地，所述第一圆周面与所述第二部沿周向间隙配合，间隙量为0～0.043，表面粗糙度Ra值达到0～1.6um。
进一步地，所述第二部为圆柱形，所述第二部的周缘包括一对相互平行的棱边，所述棱边之间通过圆形面过渡连接。
进一步地，所述自锁螺母与所述附件传动机匣之间设置垫圈。
进一步地，所述棱形销还包括沿所述第一部和第二部的中心线设置的中心通孔，所述棱形销通过所述中心通孔贯穿于所述锁紧螺桩。
本发明的第二个方面，还提供一种附件传动齿轮箱，包括上述的用于集成化附件传动机匣的连接结构。
本发明具备如下有益效果：
本发明的用于集成化附件传动机匣的连接结构，包括锁紧螺桩、进气机匣、附件传动机匣、棱形销以及自锁螺母；一方面，附件传动机匣与进气机匣通过自锁螺母实现轴向定位和固定；附件传动机匣与进气机匣通过棱形销实现周向定位和防错位转动；另一方面，棱形销的第一部的轴径长度小于附件传动机匣配合孔的轴向长度，第二部的轴径长度小于进气机匣配合孔的轴向长度，该结构对棱形销的第一部和第二部进行轴向长度方向的尺寸链控制，从而确保自锁螺母将轴向作用力自附件传动机匣传递至进气机匣，进一步保证附件传动机匣与进气机匣的可靠连接，可以提高附件传动机匣与进气机匣的装配精度。
另外，本发明的附件传动齿轮箱同样具备上述优点。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例中的用于集成化附件传动机匣的连接结构的装配示意图。
图2是图1在a处的放大示意图。
图3是图1在b处的放大示意图。
图4是本发明优选实施例中的棱形销的结构示意图。
图5是本发明优选实施例中的棱形销与进气机匣装配的局部示意图。
图例说明：
1、锁紧螺桩；2、进气机匣；3、附件传动机匣；4、棱形销；5、自锁螺母；6、连接端面；7、垫圈；8、中心通孔；21、阶梯孔；41、第一部；42、第二部；210、第一圆周面；420、棱边。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图5所示，本发明的优选实施例提供一种用于集成化附件传动机匣的连接结构，包括锁紧螺桩1，沿锁紧螺桩1的中心线自下而上依次设置于锁紧螺桩1上的进气机匣2、用于周向定位的棱形销4、附件传动机匣3以及用于轴向定位的自锁螺母5，其中：
棱形销4包括第一部41和与第一部41同轴设置的第二部42，第一部41的轴径长度小于附件传动机匣配合孔的轴向长度；第二部42的周缘设置至少一个用于周向定位和防错位的棱边410；
进气机匣2包括阶梯孔21，锁紧螺桩1自阶梯孔21的小端面向阶梯孔21的大端面向上延伸设置，阶梯孔21的大端面包括第一圆周面210，第一圆周面210与第二部42的周缘配合，第二部42的轴径长度小于进气机匣2配合孔的轴向长度。
本实施例中，锁紧螺桩1自进气机匣2的阶梯孔21向上延伸设置，棱形销4、附件传动机匣3、自锁螺母5沿锁紧螺桩1的中心线自下而上依次贯穿设置于锁紧螺桩1上。棱形销4用于进气机匣2与附件传动机匣3的周向定位，自锁螺母5用于进气机匣2与附件传动机匣3的轴向定位。
具体地，棱形销4包括第一部41和与第一部41同轴设置的第二部42。第一部41的轴径长度小于附件传动机匣3配合孔的轴向长度，从而保证自锁螺母5压紧面为附件传动机匣3。第二部42的周缘设置至少一个用于周向定位和防错位转动的棱边410。
本实施例中，棱形销4沿第一部41和第二部42的中心线设置中心通孔8，棱形销4通过该中心通孔8贯穿于锁紧螺桩1。锁紧螺桩1的中轴线与中心通孔8的中轴线重合，提高装配精度。锁紧螺桩1靠近自锁螺母5的位置设置螺纹，自锁螺母5与锁紧螺桩1螺纹连接，用于将轴向作用力自附件传动机匣3传递至进气机匣2以实现附件传动机匣3与进气机匣2的轴向定位和固定。
进气机匣2包括阶梯孔21，阶梯孔21的大端面包括第一圆周面210，该第一圆周面210与第二部42的周缘配合。第二部42的周缘设置至少一个棱边410，该棱边410与第一周周面210配合，用于周向定位和防错位，防止进气机匣2绕锁紧螺桩1的中心线周向转动。
需要说明的是，第二部42的轴径长度小于进气机匣2配合孔的轴向长度，保证附件传动机匣3与进气机匣2的连接面紧密抵靠，附件传动机匣3与进气机匣2不发生干涉，自锁螺母5将轴向作用力自附件传动机匣3传递至进气机匣2，进而确保附件传动机匣3与进气机匣2之间的可靠连接。
安装时，将锁紧螺桩1安装于阶梯孔21，棱形销4设置于锁紧螺桩1上，保证棱形销4的第二部42的端面与进气机匣2的端面等高，再将附件传动机匣3与第一部41配合安装，再通过自锁螺母5压紧附件传动机匣3与进气机匣2的连接面。
可以理解的是，该结构的整体方案中，一方面，附件传动机匣3与进气机匣2通过自锁螺母5实现轴向定位和固定；附件传动机匣3与进气机匣2通过棱形销4实现周向定位和防错位转动；另一方面，棱形销4的第一部41的轴径长度小于附件传动机匣3配合孔的轴向长度，第二部42的轴径长度小于进气机匣2配合孔的轴向长度，该结构对棱形销4的第一部41和第二部42进行轴向长度方向的尺寸链控制，从而确保自锁螺母5将轴向作用力自附件传动机匣3传递至进气机匣2，进一步保证附件传动机匣3与进气机匣2的可靠连接，该连接结构可以提高提高附件传动机匣与进气机匣的装配精度。
本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，棱形销4为阶梯形的轴径，第二部42的轴径大于第一部41的轴径；第一部41与第二部42之间通过连接端面6过渡连接；
附件传动机匣3紧抵于连接端面6，提高自锁螺母5轴向作用力的传递精度，从而保证附件传动机匣3与进气机匣2的可靠连接。
优选地，第一部41与连接端面6之间采用圆角过渡连接，保证连接的强度。棱形销4的第一部41和第二部42均采用钢材制备而成，提高定位精度。
本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，附件传动机匣3与第一部41沿周向过盈配合连接，过盈量为0.019～0，表面粗糙度Ra值达到0～0.8um。
装配时，先加热附件传动机匣3，将棱形销4的第一部41与附件传动机匣3的轴孔过盈配合连接，该过盈配合的结构为整个连接结构的加工基准；过盈量为0.019～0，表面粗糙度Ra值达到0.8um，既能达到过盈配合的装配要求，又保证连接结构整体的加工精度。
本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，第一圆周面210与第二部42沿周向间隙配合连接，间隙量为0～0.043，表面粗糙度Ra值达到0～1.6um。
本实施例中，棱形销4的第一部41与附件传动机匣3的轴孔过盈配合连接，第二部42与第一圆周面210沿周向间隙配合连接，两者的同轴度精度等级达6级，既保证同轴度的精度，又防止第二部42、附件传动机匣3与进气机匣2发生过定位的情况，提高装配精度。
本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，第二部42为圆柱形，第二部42的周缘包括一对相互平行的棱边410，棱边410之间通过圆形面过渡连接。
本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，自锁螺母5与附件传动机匣3之间设置垫圈7。
垫圈7盖设于与附件传动机匣3的轴孔。一方面，与附件传动机匣3形成密封的容置空间，防止粉尘或灰尘进入连接结构内部。另一方面，自锁螺母5的外圈轴径尺寸可大于或略小于附件传动机匣3的内孔尺寸，简化自锁螺母5的结构和尺寸。自锁螺母5可通过垫圈7将轴向作用力自附件传动机匣3向进气机匣2的方向传递。
优选的，垫圈7为弹性垫圈。
本发明还提供一种附件传动齿轮箱，包括上述的用于集成化附件传动机匣的连接结构。
可以理解，本实施例的附件传动齿轮箱的工作原理及工作过程与上述用于集成化附件传动机匣的连接结构实施例的内容相对应，故在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于集成化附件传动机匣的连接结构，其特征在于，包括锁紧螺桩，沿锁紧螺桩的中心线自下而上依次设置于锁紧螺桩上的进气机匣、用于周向定位的棱形销、附件传动机匣以及用于轴向定位的自锁螺母，其中：
棱形销包括第一部和与第一部同轴设置的第二部，第一部的轴径长度小于附件传动机匣配合孔的轴向长度；第二部的周缘设置至少一个用于周向定位和防错位的棱边；
进气机匣包括阶梯孔，锁紧螺桩自阶梯孔的小端面向阶梯孔的大端面向上延伸设置，阶梯孔的大端面包括第一圆周面，第一圆周面与第二部的周缘配合，第二部的轴径长度小于进气机匣配合孔的轴向长度。
2.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述棱形销为阶梯形的轴径，所述第二部的轴径大于所述第一部的轴径；所述第一部与所述第二部之间通过连接端面过渡连接；
所述附件传动机匣紧抵于所述连接端面。
3.如权利要求2所述的连接结构，其特征在于，所述附件传动机匣与所述第一部沿周向过盈配合，过盈量为0.019～0，表面粗糙度Ra值达到0～0.8um。
4.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述第一圆周面与所述第二部沿周向间隙配合，间隙量为0～0.043，表面粗糙度Ra值达到0～1.6um。
5.如权利要求1至4中任一项所述的连接结构，其特征在于，所述第二部为圆柱形，所述第二部的周缘包括一对相互平行的棱边，所述棱边之间通过圆形面过渡连接。
6.如权利要求1至4中任一项所述的连接结构，其特征在于，所述自锁螺母与所述附件传动机匣之间设置垫圈。
7.如权利要求1至4中任一项所述的连接结构，其特征在于，所述棱形销还包括沿所述第一部和第二部的中心线设置的中心通孔，所述棱形销通过所述中心通孔贯穿于所述锁紧螺桩。
8.一种附件传动齿轮箱，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一项所述的用于集成化附件传动机匣的连接结构。
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